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编号:10505177
L-精氨酸与心血管疾病研究进展
http://www.100md.com 《咸宁学院学报(医学版)》 2000年第3期
     L-精氨酸与心血管疾病研究进展

    尹时华 韦建国

    关键词:L-精氨酸;心血管疾病

    近年来,随着人们对一氧化氮(Nitric Oxide,NO)研究的不断深入,作为NO合成前体的L-精氨酸(L-Arginine,L-Arg)在心血管疾病中所起的作用,正日益受到医学科学工作者的广泛关注。现就其研究进展情况介绍如下。

    1 L-Arg-NO系统

    Furchgott和Zawadski于1980年首次证实在内皮细胞存在的情况下,由乙酰胆碱(Ach)介导的游离动脉可引起舒张作用,并认为在Ach引起血管舒张反应中肯定有某种舒血管物质存在,他们将此种物质命名为内皮细胞衍生舒张因子(EDRF),1987年Palmer发现NO与EDRF具有相同的化学性质,现证实EDRF就是NO。
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    NO可持续不断地从内皮细胞中合成并释放,它是一氧化氮合酶(Nitric Oxide-Synthase,NOS)以L-Arg和分子氧为底物,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)为辅因子提供电子,以黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)和四喋呤传递电子,生成中间体对羟基-精氨酸,然后形成NO和L-胍氨酸(L-citv),其中NOS是NO生成的最主要限速因子,NO合成后可迅速弥散进入邻近的平滑肌细胞,激活水溶性鸟苷酸环化酶,从而使三磷酸鸟苷(GTP)大量生成环磷酸鸟苷(cGMP)导致血管舒张[1],NO缺乏或相对不足可导致血管痉挛,紧张度增加,从而提示L-Arg-NO途径与高血压、动脉粥样硬化以及其它心血管疾病有重要关系。

    2 L-Arg与高血压

    实验证明高血压患者存在不同程度的内皮细胞功能障碍[2],具体表现在Ach等扩管物资引发内皮依赖性血管舒张能力下降,原因在于内皮细胞产生的NO减少,或内皮源性收缩因子增多,其中L-Arg-NO通路的功能低下,NO合成不足具有重要作用。另外有报道高血压时血管内皮细胞NOS活性降低,其基因表达与转录亦减少。
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    L-Arg可松驰离体血管,松驰冠状血管较松驰胸主动脉明显。但L-Arg的血管松驰作用在正常血压大鼠和高血压大鼠有明显差别,Pucci等报道L-Arg对正常大鼠主动脉环张力和cGMP无影响,但在主动脉缩窄后7~14d的高血压大鼠,L-Arg的剂量依赖性松驰内皮完整和去内皮的主动脉环,升高cGMP含量,对灌注血管紧张素Ⅱ7~8d的高血压大鼠主动脉也有类似的松驰,但是对主动脉缩窄后28~42d的高血压大鼠主动脉又变得无作用。在正常血压和自发性高血压大鼠(SHR),通过管腔局部应用L-Arg可扩张软脑膜血管,而对 SHR的血管扩张作用远较正常血压大鼠明显,前者约为后者的三倍[3]。L-Arg对高血压大鼠的血管作用仅部分依赖于血管内皮,除通过NO介导外,还有其它机制(如环氧化酶产物PGI2等)参与。超氧化物歧化酶也能降低L-Arg的血管扩张效应,说明超氧自由基参与L-Arg在SHR的扩血管效应。

    Higashi等报道[4]对轻度原发性高血压患者输注L-Arg可使平均动脉压及肾血管阻力降低。高连如等[5]报道在原发性高血压患者,给予静脉滴注L-Arg平均动脉压明显降低,心率增快,血浆内皮素(ET)降低,cGMP活性增高。提示L-Arg在治疗原发性高血压的同时,可提高心率,增加心输出量,对内皮产生的ET有拮抗作用,说明L-Arg对血压调节及高血压治疗方面有一定的作用。有人证明在肾脏注射L-Arg则肾血管扩张,排泌钠和钾均增高,肾小球滤过率不变,补充L-Arg对盐敏感大鼠有很好的疗效[6],能够提高NOS活性,促进NO生成,降低血压所致的赃器损害。Ono研究提示[7]L-Arg能减轻老龄自发性高血压大鼠肾脏损害。
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    L-Arg对高血压的影响与年龄有关。30岁以前L-Arg通过L-Arg-NO通路对血压的影响一般正常,30岁后则可能出现L-Arg-NO通路障碍。因为随年龄的增高,内皮依赖性血管舒张反应就相应减弱[8]。高血压与衰老对血管结构与功能具有相似的影响,而高血压使衰老过程中出现的内皮功能障碍提前表现出来。

    L-Arg能有效地降低正常人及高血压患者的血压[4]。由于受年龄因素的影响,正常老年人及高血压患者对L-Arg的反应较弱,这主要是因为血管内皮细胞产生依赖环氧化酶的内皮源性收缩因子(TXA2、PG2)增多,而使用环氧化酶抑制剂能提高或恢复L-Arg的疗效,因此在中老年高血压患者,L-Arg及其它药物联用,很有必要。

    在原发性高血压患者可出现一系列血小板功能异常。实验证明血小板也能以L-Arg为底物生成NO,NO则通过激活鸟苷酸环化酶(GC)使胞浆内Ca2+下降,从而抑制血小板的粘附与聚集。
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    L-Arg作用为一种降压物质已得到许多实验的证明[10],L-Arg对血压的调节机理目前大多数研究限于L-Arg-NO通路,其它机理有待进一步研究。

    3 L-Arg与动脉粥样硬化

    动脉粥样硬化病变以动脉内膜斑块形成为主要特征,内膜损伤是内膜病变发生的关键环节,它使内皮功能紊乱、内膜增生、细胞外基质堆积和脂质堆积。血管内皮功能紊乱诱导一系列病理生理学改变,如内皮通透性增加、血管舒张功能障碍、与内皮生长有关的生长因子和细胞因子异常分泌及调节异常,血小板粘附和聚集,炎细胞粘附和浸润,脂蛋白氧化修饰等功能异常。实验证明,高脂血症血浆中和动脉粥样硬化血管壁L-Arg相对不足,补充L-Arg可增加血管壁L-Arg含量[11]。另外L-Arg可降低血脂胆固醇进而使粥样硬化斑块内胆固醇含量减少,阻止斑块进展,甚至可使斑块面积缩小,有研究表明给家兔额外补充L-Arg可缩小冠状动脉斑块面积和降低斑块内的胆固醇含量。L-Arg还可降低高胆固醇血症和冠心病绞痛患者的血清胆固醇,改善机体缺血症状[12,13]
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    L-Arg抗动脉粥样硬化血管内膜损伤机理为:血管内膜损伤可反应在血管内皮通透性增加,内皮依赖性血管舒张功能障碍,血管内皮细胞粘附作用增强,脂质过氧化及氧化型低密度脂质蛋白增加并在血管内皮下堆积,血管平滑肌细胞增生以及新生内膜形成与细胞增殖和凋亡密切相关的基因表达失衡。L-Arg通过L-Arg-NO通路能降低血管内皮通透性,改善血管内皮依赖性舒张功能,降低血管内皮细胞的粘附性,有效地抑制高胆固醇所致的血清脂质过氧化物升高和LDL的氧化修饰作用[14],还能促进cNOS表达和NO合成,减轻或修复血管内膜的损伤。

    4 L-Arg与充血性心力衰竭

    在充血性心力衰竭失代偿期可能存在着血管释放功能不足,补充L-Arg促进NO合成可能会产生有益的作用。Koifman[15]等报道,12例Ⅱ~Ⅲ级充血性心力衰竭患者在1h内恒速静脉注入L-Arg 20克可明显升高心输出量,全身血管阻力及平均动脉压下降,心率不变,用L-Arg治疗还可改善心力衰竭患者的血管反应性。在快速右心室起博(250次/min)诱导的心力衰竭模型,Ogilvi等未能观察到静脉舒注L-Arg产生有益的血流动力学效应,仅在起博前观察到L-Arg引起心输出量增加和肺血管阻力降低[16],这一差异的原因可能是由于该作者在起博后17d观察,而L-Arg效应时间较早,犬起博后4周才出现NO合成下降,3周时内皮NO生成可能增强。
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    5 L-Arg与心肌缺血再灌注

    尽管已有许多研究证实,外源性NO补充能减轻心肌缺血再灌注损伤,供应NO合成的前体L-Arg能否使内源性NO大量释放,从理论上讲,促进内源性NO释放较外源性NO有下列优点。①NO释放具有部位特异性(内皮与血浆交界面)和时相特异性(再灌注时释放多);②内源性NO分布不依赖于足够的冠状动脉血流量;③生成的NO浓度有一定的自我调节机制,避免了高浓度NO可能的不良反应。

    在大鼠离体心脏缺血再灌注损伤模型上,缺血前10分钟用L-Arg(3mmol/L)灌注可明显减轻缺血再灌后心脏收缩功能损伤,防止冠状动脉流出液中NO浓度下降[17]。应用中性粒细胞再灌注的心肌损伤模型上,L-Arg除可改善心脏收缩功能外,还可抑制缺血心肌中性粒细胞聚积。Sato等[18]用离体试验证明,L-Arg在冠状动脉上可抑制血小板激活因子(PAT)诱导的中性粒细胞粘附于内皮细胞,减轻内皮依赖性血管舒张损害。L-Arg的上述保护作用是经NO通路介导的,因为NOS抑制剂L-NNA可阻断其效应。在医院外科所用的心脏麻痹液诱导的缺血再灌注损伤中,L-Arg与阿斯匹林合用具有协同作用[19]
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    在猫离体心脏缺血再灌注模型上,复灌注开始前首先一次静脉注射L-Arg 30mg/kg,接着按10mg/min持续滴注1小时,这一剂量不引起低血压,也不改变冠状动脉流量,但可明显缩小心肌梗死体积,中性粒性细胞积聚的明显减少,同时L-Arg治疗也可保存缺血后内皮功能,而D-Arg治疗无效[20]

    6 L-Arg与动脉成形术后再狭窄

    兔胸主动脉或髂动脉用导管损伤后,饮食中加入L-Arg(0.5g/kg/d)2周或4周,可明显抑制动脉内膜增厚,治疗2周抑制39%,治疗4周抑制50%,同时加入等量L-NAME可逆转L-Arg的保护效应,提示L-Arg是通过转化为NO而发挥作用的。在L-Arg治疗组,Ach诱导的依赖于新生内膜的血管舒张反应明显大于快治效组,而硝普钠诱导的非内皮依赖性舒张反应在两组间比较无明显差别[21]

    尹时华(咸宁医学院生理教研室,咸宁 437100)
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    韦建国(咸宁医学院附属第一医院内科,咸宁 437100)

    参考文献

    1,Moncadas,Higg SA.Mechanisms of disease:The L-Arginine nitric oxide path way.N Engl J Med,1993;329:2002

    2,Kung CF,Luscher TF.Different mechanisms of endothelial dysfunction with aging and hypertension in rat aorta.Hypertension,1995;25:194

    3,Riedel MW,Anneser F,Haberi RL.Different mechanisms of L-Arginine induced dication of brain arterioles in normotensive and hypertensive rats.Brain Kes,1995;671:21
, 百拇医药
    4,Higashi Y,Oshima T,ozono R,et al.Effects of L-Arginine in fusion on rend hemodynamics in patients with wild essential hypertension.Hypertension,1995;25(pt2):898

    5,高连如,刘国杖,赵云涛,等.内皮衍生松驰因子(EDRF)合成前体L-精氨酸的降压效应.海军总医院学报,1995;8(2):65

    6,Chen PY,Sandrs PW.L-arginine abrogates saltsensitive hypertension in Dahl/Rapp rats.J clin invest,1991;88:1559

    7,Ono H,Ono Y,Frohlich ED.L-arginine reverses severenephr-osclerosis in agea sponthaneously hypertensive rats(SHR)(abstract).Hypertension,1996;28:537
, http://www.100md.com
    8,Taddi S,Virdis A,Mattei P,et al.Aging and endothelial function in normotensive subjects and patients with essential.Hypertension circulation,1995;91:1981

    9,王军,余静,徐洪涛,等.高血压病人血小板L-精氨酸/一氧化氮系统改变.高血压杂志,1998;6(1):22

    10,Holzer P,Wachter C,Heinemann A,et al.Sensory nerves,nitric oxide and NANC vasodilation.Arch Int pharmacodyn,1995;329:67

    11,谭小进,戴爱国,文芳,等.L-精氨酸对冠心病高脂血症患者血脂、过氧化物及血液流变学的影响.中国动脉硬化杂志,1997;5(1):41
, http://www.100md.com
    12,王佐,刘易林,姜志胜,等.一种测定家兔主动脉壁L-精氨酸水平的方法.中国动脉硬化杂志,1996;4(1):72

    13,尹时华,魏劲波,化长林.L-精氨酸对肾性高血压心肌肥厚大鼠孤束核NOS及血浆、主动脉CaM活性的影响.咸宁医学院学报,1999;13(1):1

    14,杨永宗,陈颜芳,刘易林,等.L-精氨酸对高脂血症家兔蛋白、一氧化氮和过氧化物的影响.中国动脉硬化杂志,1995;3(3):206

    15,Koifman B, Wollman Y, Bogomolny N,et al.Improvement of Cardial performance by intravenous infusion of L-argining in patient with moderate congestive heart failure.J Am coll Cardial,1995;26:1251
, http://www.100md.com
    16,Ogilvie RI,Zborowska SD.Acute effect of L-arginine on hemody namics and vascular capacitance in the canine pacing model of heart fuilure.J Cardiovase pharmacol,1995;26:407

    17,Engelman DT,Watanabe M,Engelman RM,et al.Constitutive nitric oxide release is impaired after ischemia and reperfusion.J Thoral Cardiovasc surg,1995;110:1047

    18,Sato h,Zgao ZQ,Vinten JJ.L-arginine in hibits neutropil,adherence and coronary artery dysfunsion.Cardiovasc Res,1996;31:63
, 百拇医药
    19,Wanna FS,Obayshi DY,Youn JN,et al.Simultaneous of the nitric oxide and prostanoid pathways reduce myocardial reperfusion injury.J Thorac Cardiovasc surg,1995;110:1054

    20,Weyrich AS,Ma XL,Lefer AM.The role of L-arginine in maeliorating reperfuion injury after myocardial ische mia in the cat.Circ Lation,1992;86:279

    21,Lee JS,Adrie C,Jacob HL,et al.Chronic inhalation of nitric oxide inhibits neointimal formation after balloon-induced arterial injury.Circ Res,1996;78:337, http://www.100md.com